基于80C196KC的軟開關(guān)型脈沖MIG焊機(jī)的研究
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4 電源控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4．1 控制系統(tǒng)工作原理
在單片機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)中，采用高性能的MCS-96系列單片機(jī)80C196KC作為電源控制系統(tǒng)核心，通過編程實(shí)現(xiàn)焊接過程控制、電流電壓采樣、A／D轉(zhuǎn)換、PI運(yùn)算、參數(shù)預(yù)置等功能。整個(gè)系統(tǒng)采用閉環(huán)負(fù)反饋控制，逆變采用PWM方式控制輸出電流的大小，控制量經(jīng)由MAX530組成的D／A轉(zhuǎn)換電路后送到脈寬調(diào)制芯片UC3846，輸出自帶死區(qū)的兩路PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)過脈沖變壓器的隔離驅(qū)動(dòng)IGBT，輸出恒流外特性。
4．2 IGBT驅(qū)動(dòng)波形
圖4為實(shí)測IGBT驅(qū)動(dòng)波形，其中圖4a為同一橋臂VT1，VT2上的驅(qū)動(dòng)波形ugVT1，ugVT2，由圖可知，兩路驅(qū)動(dòng)波形相位相反，脈寬相等，與預(yù)期的目標(biāo)相同。圖4b為同一導(dǎo)通回路VT1，VT4上的驅(qū)動(dòng)波形ugVT1，ugVT4，即ugVT4一直保持最大脈寬，通過控制ugVT1脈寬來實(shí)現(xiàn)PWM調(diào)節(jié)。圖4c為VT2，VT3上的驅(qū)動(dòng)波形ugVT2，ugVT3。圖4d為VT3，VT4上的驅(qū)動(dòng)波形ugVT3，ugVT4。由圖可見，ugVT3，ugVT4一直保持最大脈寬，只有ugVT1，ugVT2的脈沖寬度是跟隨PI計(jì)算后的給定值而變化的，符合所設(shè)計(jì)的軟開關(guān)主電路要求。本文引用地址：http://www.104case.com/article/177435.htm
5 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件的控制下工作的，控制程序作為整臺(tái)焊機(jī)的精髓所在，其結(jié)構(gòu)的合理性、程序的實(shí)用性以及可靠性就成為數(shù)字化焊機(jī)的關(guān)鍵所在。合理的程序結(jié)構(gòu)、正確的程序流程是保證焊機(jī)正常工作的基礎(chǔ)。
5．1 PI控制算法
PI運(yùn)算是控制軟件部分主要完成的工作之一，數(shù)字PID控制算法的程序編寫較為簡單，根據(jù)所設(shè)計(jì)焊機(jī)的具體要求，并結(jié)合以往的研究結(jié)果，系統(tǒng)有比例、積分環(huán)節(jié)即可得到滿意的控制效果，加入微分項(xiàng)可以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)，但其運(yùn)算和參數(shù)調(diào)整較為復(fù)雜，會(huì)占用單片機(jī)過多的時(shí)間，降低了響應(yīng)的快速性。故此處采用PID算法中的PI部分，其控制規(guī)律為：
式中：α=K(1+T／Ti)，β=-K；ei，ei-1分別為第i次和第i-1次電流給定值與反饋值之差；I(i)，I(i-1)分別為第i次和第i-1次輸出給MAX530的控制參量；α，β的值是通過大量實(shí)驗(yàn)整定后確定的。
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